问题类型
全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
全部 数理化基础科学 生命健康 地球科学 生态环境 制造科技 信息科技 先进材料 资源能源 农业科技 空天科技 其他
征集年度
全部 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
胶质母细胞瘤 免疫治疗 免疫检查点抑制剂 肿瘤微环境
胶质母细胞瘤（GBM）作为最致命的成人脑肿瘤之一，其治疗难度极大。GBM的恶性程度高，治疗反应差，部分原因在于免疫系统的抑制状态和肿瘤微环境的复杂性。GBM能够通过多种机制逃避和抑制宿主的免疫反应，其中包括表达免疫检查点蛋白，诱导免疫抑制细胞的聚集（如调节性T细胞和肿瘤相关巨噬细胞），以及产生抗炎细胞因子。这些机制共同构成了一个高度免疫抑制的微环境，限制了传统治疗手段（如手术、放疗和化疗）的疗效。
推荐机构： 中国高等教育学会
2024年度
情感计算 情商 数字人 机器人
情智兼备的数字人与机器人不仅能够实现处理任务的高效性，也能够兼顾情感关怀的人性化，旨在不断提高人机交互的综合水平。在深度学习技术发展的推动下，数字人和机器人在认知、决策和学习方面取得了长足的进步，然而在情商方面仍面临着诸多挑战，如情感识别的准确性和情感表达的自然性等。未来研究面临的关键难点包括多模态情感感知、个性化情感分析和仿生化情感交互。情智兼备的数字人与机器人对推动通用人工智能技术的发展具有重要意义，将在医疗、教育、工业等领域展示出广阔的应用前景，有效服务民生改善、国防建设等国家重大需求。同时，情感智能的研究也将促进跨学科合作和交流，为人工智能技术的发展提供新的思路和方法，推动智能时代的到来。
推荐机构： 中国图象图形学学会
芯片制程 高速大容量光传输 光电元器件 自主可控
当前，以AI、云计算、大数据与5G等为代表的新一代信息技术正加速创新与突破，这些新技术的发展往往需要海量数据的支持。以高速率、大容量、低时延与高可靠为代表的全光传输系统作为信息交互的基石，将助力打造算力时代海量数据的“运力网络”。 然而，当前我国高速大容量光传输设备的部分高端芯片仍由国外厂商主导。若继续依赖进口，则面临着被断供、被制裁与被控制的风险。因此，我国迫切需要在高端制程芯片受限的现实下，联合高速大容量传输体制进行系统级优化与创新，寻找新的技术发展路径，提升高速大容量传输技术的产业化能力及其可持续发展，满足业务未来增长的需求，跟上世界先进水平，支持并推动国家与全社会的数字化转型和数字经济的高质量发展。
推荐机构： 中国电信科学技术协会
高性能计算 图形处理 数据分析 计算能力
高性能GPU（图形处理单元）是计算设备中的关键组件，负责渲染图像、视频和其它视觉内容。近年来，由于虚拟现实、人工智能和高分辨率游戏等图形密集型应用和技术的兴起，对高性能GPU的需求显著增加。高性能GPU在各个应用领域有着广泛的应用，已是国家经济的支柱技术。在当今紧张的国际环境和脱钩的压力下，中国研发自己的高性能GPU显得极其重要。 开发高性能GPU是一个复杂的系统工程，涉及硬件设计、软件设计、先进制程工艺及开源架构和应用集成。开发高性能GPU涉及的许多关键步骤和注意事项，涵盖架构设计、性能优化、软件开发、功耗管理和制造工艺等各个方面。 GPU研发可以归纳为以下：图形处理单元（GPU）是一种专用电子电路，旨在快速操作和更改内存，以加速在帧缓冲区中创建图像，以输出到显示设备。高性能GPU是现代计算设备的重要组件，可实现在游戏、人工智能、科学计算和视觉设计等领域的广泛应用。除了芯片硬件开发之外，还有软件框架开发，包括GPU上运行的固件、Kernel Driver、User Mode Driver、Windows Systems。集成这些系统有很大的挑战。 开发高性能GPU有一系列的困难和挑战，包括： 架构设计：GPU的架构包括处理单元、内存子系统、互连和专用硬件组件（如：纹理单元）。高效且能够处理复杂的图形和运算处理任务的架构极其重要。 软件栈开发：GPU编程需要编写高效的算法、优化并且执行代码以及利用专门的库和框架。软件开发包括驱动程序、编译器和工具。集成开源软件是开发人员能够充分利用到的巨大的开原生态工作之一。 性能优化：最大化性能同时最小化延迟，该瓶颈对于GPU开发至关重要。这涉及优化架构、平衡工作负载以及实施高效的数据处理技术。 测试：GPU是个大系统芯片。除了模块级测试、芯片级测试，还需要整机和多机互联测试。 功耗管理：管理功耗和散热对于高性能GPU来说至关重要，以确保稳定性、可靠性和效率。必须设计多个电源域，并由软件根据需要自动管理。 制造工艺：使用先进半导体制造工艺对于GPU最终性能至关重要。开发高性能GPU需考虑使用最优的生产工艺。同时，也要考虑当前国际形势对可使用工艺的影响。 综上所述，开发高性能GPU是一个充满挑战的大系统过程，需要硬件设计、软件优化和先进工艺技术等方面的专业知识，以及多年经验的积累。研发过程中涉及架构设计、软件开发、可使用IP及制造工艺等领域。在当前国际大环境中，每一个环节都要有研发人员的多年技术积累和灵活应对挑战的能力。 依据国家对高性能GPU的国产自主可控的需求，从图形学理论的基础解析开始，对各种应用场景的算法和算力要求进行了全面分析，定义出完全自研的、面向超标量流处理的架构及核心IP，打造系列产品作为高性能GPU的国产替代，解决卡脖子问题。该国产GPU应遵循国际标准OpenGL&OpenCL，满足高质量图形显示的可编程设计，可形成高性能通用图形处理器板卡、模组、系统等多种形式的产品，采用双精度Tensor Core，实现了自GPU推出以来，高性能计算性能的巨大飞跃。GPU可兼用于显示设备和智算设备。结合80GB的高速GPU显存，可将10小时双精度仿真缩短到4小时以内，HPC应用还可以利用TF32将单精度、密集矩阵乘法运算的吞吐量提升高达10倍，提供功能强大的端到端AI和HPC数据中心平台，并应用于深度学习训练、深度学习推理、高性能计算、高性能数据分析，加速当今时代的重要工作。
云网融合 卫星互联网 边缘计算 云边协同
CT通信技术和IT信息技术深度融合带来了信息基础设施的深刻变革，云网融合已经成为全球电信运营商数字化转型的必由之路和制胜之道，无论是互联网企业、设备供应商，还是平台运营商，都在向云、网数字化能力平台演进。云网融合聚焦于云和网的基础资源层，通过实施虚拟化、云化以及一体化的技术架构，实现简洁、敏捷、开放、集约、安全的新型信息基础设施的资源供给，实现云计算资源弹性伸缩和网络资源方便可靠连接的有机融合，使得传统上相对独立的计算资源和网络设施有机融合。与5G移动互联网相比，卫星互联网具有空间覆盖和内容广播方面的独特优势，但在传输时延和带宽容量方面仍存在提高空间，打造云网融合的新型信息基础设施是卫星运营商积极推进的发展战略，也是网络建设的主要切入点。在5G和卫星互联网支撑下，以网为基础、以云为核心，云网融合一体化的卫星互联网能更好地为千行百业提供综合智能信息服务。
推荐机构： 中国宇航学会
绿色制药 精准化学 化学反应 分离纯化
“精准化学”是药物化学和材料科学的未来发展方向。精准化学的核心在于通过精确控制化学反应和分离纯化过程，实现药物和功能材料的高效合成和纯化，从而推动化学制药和功能材料产业的可持续发展。然而，实现这一目标并非易事，其理论基础和实际操作都面临着诸多挑战。目前，传统教科书上的理论，在实际应用中往往显得捉襟见肘，这迫切需要我们重新审视和构建新的理论体系。
推荐机构： 中国化学会
冰巨星 就位探测
冰巨星作为研究太阳系和系外行星的蓝本，科学价值高，一直是国际深空探测领域的热点，但对太阳系最远距离冰巨星实施就位（环绕、进入等）探测的技术难度极大，始终是一块空白地，目前也仅有美国对冰巨星开展过飞越探测。实现对冰巨星及其卫星就位探测，不仅可以填补国际深空探测的领域空白，突破科学探测的前沿技术，还将有助于解决包括太阳系形成与演化、宇宙起源和生命起源等在内的重大基础科学问题，彰显国家综合国力和科学发展水平。
低碳 炼铁 非高炉 氢冶金
当前，我国钢铁工业已进入减量阶段、重组阶段、绿色阶段三期叠加的关键时期，钢铁企业既迎来减量化和高质量转型发展的重要机遇，又面临愈发严苛的环境约束和低碳发展的巨大挑战。传统炼铁工艺大量使用碳素作为热源和还原剂，是排放温室气体（CO2）的重点工序之一。除了碳排放之外，前置工序（烧结、球团、炼焦等矿煤造块工序）因碳引起的系列污染问题，也给炼铁流程的生存和可持续发展带来危机，实现炼铁过程节能减排是从根本上解决生存问题的关键。
推荐机构： 中国金属学会
稀薄气体 湍流 多尺度流动 非平衡输运
从微观的角度，流动的本质为分子的运动与相互作用，然而，巨量分子运动与碰撞的系统效应在宏观上表现出多尺度、非平衡特征，形成复杂的流动结构。尤其对于稀薄气体流动和湍流，存在着显著的非平衡流动现象。譬如，稀薄气体分子自由程较大时，连续介质假设失效，分子与壁面相互作用在壁面出现速度滑移和温度跳跃；湍流中涡流大小不一、方向多变，涡旋不断产生、破碎和衰亡，展现出强烈的无序、随机和多尺度特性。因此，考虑分子运动离散性，研究稀薄气体分子单/多组分间碰撞过程、不同条件下分子-壁面相互作用机理；基于多尺度分析手段，开展湍流转捩、大尺度流动分离机理研究；探索多尺度非平衡流动的输运机制和共性问题，建立气体分子或流体微团间相互作用与宏观复杂流动特性之间的联系，从而提高对复杂非平衡流动形成和演化机理的认识，完善多尺度流动基础理论，促进多尺度非平衡流动相关学科的进步。
推荐机构： 中国力学学会
铁路运输 市域铁路 中国列车运行控制系统 移动闭塞
CTCS（中国列车运行控制系统）具有良好的互联互通基础和可扩展性，为进一步提升CTCS在市域铁路上的集成化程度，减少运维成本，节约工程投资，提高运输效率，实现多层次网络互联互通，需要对市域铁路列车运行控制系统进行技术创新。如何实现基于CTCS的市域铁路移动闭塞系统？需要构建基于CTCS的市域铁路总体技术方案，形成基于CTCS的市域铁路移动闭塞标准体系，研制适用于市域铁路的相关装备样机，搭建实验室仿真测试平台，完成样机设备的实验室仿真测试，并进行现场验，以实现关键技术的突破。 市域（郊）铁路是城市中心城区联接周边城镇组团及其城镇组团之间的通勤化、快速度、大运量的轨道交通系统，是实现多层次轨道交通网络互联互通和区域“一体化”“高质量”发展的关键环节。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术具有系统集成化程度高、轨旁设备少、运维成本低、行车间隔小、工程投资少、可持续发展等特点，同时继承了CTCS体系的互联互通优势，能更好地服务于市域铁路。 基于CTCS的移动闭塞技术在市域铁路领域尚在研发、未有应用，其实现存在着诸多难题，主要包括：构建基于CTCS的市域铁路移动闭塞总体技术方案，形成基于CTCS的市域铁路移动闭塞标准体系，研制适用于市域铁路的相关设备样机，搭建实验室仿真测试平台，完成样机设备的实验室仿真测试，在试验线路现场验证。 难题难点在于： 1、降低运维成本 市域铁路CTCS-2级列控系统采用轨道电路进行列车占用检查，但轨道电路易出现“红光带”的问题，产生原因既有工务的钢轨锁定不良，支距杆、轨距杆绝缘部分损坏；也有电务的扼流变压器损坏，发送盒、接收盒故障；还有供电的牵引回流不畅等原因。轨道电路出现“红光带”会引起列车停车，解决故障可能会需要运维单位工务、电务、供电等多部门联合处理，需要大量的运维成本。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞取消轨道电路、有源应答器等设备，可减少维护工作量，降低运维成本，需研究车载多源融合定位方法，并在保证列车运行安全的前提下，综合考虑定位精度、技术发展和成本等，是总体技术难点之一。 2、提高运输效率 市域铁路采用的CTCS2+ATO列控系统属于固定闭塞制式，在列车通过能力方面，通过理论计算分析，基本能满足行车间隔180s的要求。但对于个别线路、个别区段或个别时段的大客流量情况，可能需要更小的行车间隔，更灵活的列车运行或列车编组，进而对系统能力有更高的要求。 移动闭塞技术能缩短行车间隔，提升运输效率。目前，移动闭塞设备主要有CBTC和CTCS-N两种。CBTC单线运营指标良好，但不满足市域铁路的互联互通需求，其网络化运营能力仍需要不断的技术创新和工程验证，进展缓慢；CTCS-N继承了CTCS体系互联互通的特点，实现了区间移动闭塞，但未具备全线路移动闭塞、自动驾驶、自动折返等功能。基于CTCS的移动闭塞技术可实现全线路移动闭塞、自动驾驶、自动折返、互联互通，相关系统功能、技术指标的确定是总体技术的又一难点。 3、节约工程投资 市域铁路采用CTCS-2级列控系统且停靠8辆编组的动车组时，贯通式车站到发线有效长度为400m；上海市域铁路某线路根据相关文件优化到发线有效长度为370m，但规模还是较大，仍需优化。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术拟采用在出站信号机外方设置防护区段的技术方案，既能保证接发车行车安全，又能进一步减少到发线有效长，进而减小车站建设规模，节约工程投资。 如何应用出站信号机外方的防护区段实现列车运行安全，也是总体技术难题之一。 4、多层次互联互通 基于CTCS的市域铁路移动闭塞技术保留了CTCS2+ATO列控系统的车载功能，既可以实现与国家干线铁路及都市圈城际铁路的互联互通，也可以在市域路网内互联互通，具备小间隔、高密度及灵活运营的优点，同时可为与城市轨道交通互联互通运营打下基础，真正实现“四网融合”的目标。 基于CTCS的市域铁路移动闭塞创新技术路线，是以CTCS-N新技术为基础创新还是以成熟CTCS2+ATO为基础进行叠加需要进行严谨比选。为保证设备级的互联互通，需要多个设备厂家和设计院共同参与、深入研究，并经过完整功能的现场验证。其技术路线的选择、设备功能确定、技术实现方法及现场验证等都是总体技术的难点。 上海市域铁路要实现路网内部互联互通、与长三角地区近沪城际铁路互联互通、与国铁干线互联互通。上海申铁投资有限公司（简称上海申铁）作为市域铁路建设主体，已开工建设5条线，分别是机场联络线、南汇支线、嘉闵线、示范区线、南枫线，其中机场联络线将于2024年底开通CTCS2+ATO（含自动折返）。
推荐机构： 中国铁道学会
